Курс лекций по "Информатике"

К функционально-ориентированным  ИТ относятся:

- математические вычисления;

- аналитические и символьные  преобразования;

- математическое моделирование;

- алгоритмизация;

- программирование;

- обработка текстовой  информации;

- обработка табличной  информации;

- деловая графика;

- машинная графика;

- обработка изображений;

- обработка сигналов;

- передача и распределение  информации и др.

Предметно-ориентированные  информационные технологии предназначены для решения конкретной специфической задачи в конкретной области.

*Они максимальным  образом удовлетворяют частным  требованиям данного применения и могут обладать наименьшей степенью универсальности. Как правило, их появление невозможно без участия будущего пользователя.

Примерами предметно-ориентированных  ИТ - технологии для:

- медицинских систем;

- общего и специального  профессионального обучения;

- страховых, финансовых  и банковских систем;

- средств массовой  информации;

- средств социальной  реабилитации;

- игровых и развлекательных  систем;

- применений в быту.

*Однако часто удается  обобщить требования со стороны  ряда конкретных приложений и выделить некоторые типовые прикладные проблемы.

Проблемно-ориентированная  информационная технология - занимает в определенной степени промежуточное положение между функционально-ориентированной и предметно-ориентированной технологией.

*Потенциальные пользователи такой технологии могут принять участие в ее разработке только на начальной стадии обобщения и типизации конкретных задач или конечной стадии - при разработке некоторых специализированных дополнений. Это позволяет основную часть технологии создавать автономно от пользователя и применять унифицированные технические решения.

Проблемно-ориентированные  технологии базируются на использовании:

- информационно-поисковых  систем;

- баз данных и баз  знаний;

- экспертных систем;

- систем автоматизации  научных исследований;

- систем автоматизированного  проектирования;

- систем автоматизации  профессионального труда;

- систем автоматизации  производства;

- обучающих систем;

- настольно-издательских  систем;

- систем для перевода  с одного языка на другой;

- телеконференций и др.

13. По способу построения сети ЭВМ

1. локальные;
2. многоуровневые;
3. распределенные.

14. По степени автоматизации  задач управления

1. электронная обработка данных;
2. автоматизация функций управления;
3. электронный офис;
4. поддержка принятия решений;
5. экспертная поддержка.

15. Инструментальные ИТ

1. гипертекстовая;
2. мультимедиа;
3. геоинформационные;
4. CASE-технологии;
5. искусственного интеллекта;
6. реинжиниринга;
7. поддержки принятия решений в сфере управления.

16. Интегрированные ИТ

1. электронный офис, виртуальный офис;
2. распределенные системы обработки данных;
3. системы электронного документооборота;
4. информационные хранилища;
5. геоинформационные системы;
6. системы групповой работы;
7. глобальные системы;
8. корпоративные системы;
9. видеоконференции;
10. Internet-технологии;
11. технологии «клиент-сервер».

 

Тема 3. Структура базовой информационной технологии.

Базовая информационная технология – это технология, ориентированная  на определенную область применения. Предметом изучения излагаемого  курса являются автоматизировании  информационные технологии в управлении организационно экономическими системами, создаваемыми при производстве материальных благ и услуг. Любая информационная технология слагается из взаимосвязанных информационных процессов, каждый из которых содержит определенный набор процедур, реализуемых с помощью информационных oneраций. Информационная технология выступает как система, функционирование каждого элемента которой подчиняется общей цели функционирования системы - получению качественного информационного продукта из исходного информационного ресурса в соответствии с поставленной за дачей.

Как базовая информационная технология в целом, так и отдельные  информационные процессы могут быть представ лены тремя уровнями: концептуальным, логическим и физическим. Концептуальный уровень определяет содержательный аспект информационной технологии или процесса, логический - отображается формализованным (модельным) описанием, а физический уровень раскрывает программно-аппаратную реализацию информационных процессов и технологии.

Концептуальный уровень

При производстве информационного продукта исходный информационный ресурс в соответствий с поставленной задачей подвергается в определенной последовательности различным преобразованиям. Динамика этих преобразований отображается в протекающих при этом информационных процессах. Информационный процесс - это процесс преобразования информации. В результате информация может изменить и содержание, и форму представления, причем как в пространстве, так и во времени.

Фазы преобразования информации в информационной технологии достаточно многочисленны, однако если провести структуризацию технологии, выделив такие крупные структуры, как процессы и процедуры, то концептуальная модель базовой информационной технологии может быть представлена схемой (рис. 1)

 

Рис.1 Концептуальная модель базовой информационной технологии

Блок в виде прямоугольника изображает процесс  или процедуру, в которых преобладают  ручные или традиционные операции.

Овальная форма  блоков соответствует автоматическим операциям, производимым с помощью технических средств (ЭВМ и средств передачи данных).

Технология переработки  информации начинается с формирования информационного ресурса, который после преобразований должен превратиться в информационный продукт. Формирование информационного ресурса (получение исходной информации) начинается с процесса сбора информации, которая должна в информационном плане отразить предметную область, т.е. объект управления или исследования (его характеристики, параметры, состояние и т.п.). Собранная информация для ее оценки (по полноте, непротиворечивости, достоверности и т.д.) и последующих преобразований должна быть соответствующим образом подготовлена (осмыслена и структурирована, например, в виде таблиц). После подготовки информация может быть передана для дальнейшего преобразования традиционными способами (с помощью телефона, почты, курьера и т.п.), а может быть подвергнута сразу процессу преобразования в машинные данные, т.е. процессу ввода. Процессы сбора, подготовки и ввода в информационной технологии организационно-экономических систем по своей реализации являются в основном ручными (кроме процесса подготовки, который частично может быть автоматизированным). Процесс ввода преобразует информацию в данные, имеющие форму цифровых кодов, реализуемых на физическом уровне с помощью различных физических представлений (электрических, магнитных, оптических, механических и т.д.).

Процессы преобразование данных протекают в ЭВМ (или организуются ЭВМ) под управлением различных  программ, которые и позволяют  так организовать данные, что после вывода из ЭВМ результат обработки представляет собой наполненную смыслом информацию о результате решения поставленной задачи. При преобразованиях данных можно выделить четыре основных информационных процесса и соответствующие им процедуры. Это процессы обработки, обмена, накопления данных и представления знаний.

Процесс обработки данных связан с преобразованием значений и структур данных, а также их преобразованием в форму, удобную  для человеческого восприятия, т.е. отображением. Отображенные данные - это уже информация. Процедуры преобразования данных осуществляются по определенным алгоритмам и реализуются в ЭВМ с помощью набора машинных операций. Процедуры отображения переводят данные из цифровых кодов в изображение (текстовое или графическое) или звук.

Информационный процесс  обмена предполагает обмен данными  между процессами информационной технологии. При обмене данными можно выделить два основных типа процедур: передачи данных по каналам связи и сетевые процедуры, позволяющие осуществить организацию вычислительной сети.

Процедуры передачи данных реализуются с помощью операции кодирования-декодирования, модуляции-демодуляции, согласования и усиления сигналов. Процедуры организации сети включают в себя в качестве основных операции по коммутации и маршрутизации потоков данных (трафика) в вычислительной сети. Процесс обмена позволяет, с одной стороны, передавать данные между источником и получателем информации, а с другой - объединять информацию многих ее источников.

Процесс накопления позволяет  так преобразовать информацию в форме данных, что удается ее длительное время хранить постоянно обновляя, и при необходимости извлекать в заданном объеме и по заданным признакам. Процедуры процесса накопления состоят в организации хранения и актуализации данных. Хранение предполагает создание такой структуры расположения данных в памяти ЭВМ, которая позволила бы быстро накапливать данные по заданным признакам и быстро осуществлять их поиск. В настоящее время ЭВМ имеет два основных вида запоминающих устройств: оперативные (электронные) и внешние (на магнитных и оптических дисках). Их физическая природа и устройство различны, поэтому различаются и возможности по организации структур хранения данных. Можно выделить операции по организации хранения и поиска данных в оперативной и внешней памяти ЭВМ. В процессе накопления данных важной процедурой является их актуализация. Под актуализацией понимается поддержание хранимых данных на уровне, соответствующем информационным потребностям решаемых задач в системе, где организована информационная технология. Актуализация данных осуществляется с помощью операций добавления новых данных к уже хранимым, корректировки (изменения значений или элементов структур) данных и их уничтожения, если данные устарели и уже не могут быть использованы при решении функциональных задач системы.

Процесс представления  знаний включен в базовую информационную технологию как один из основных, поскольку высшим продуктом информационной технологии является знание.

В этом процессе объединяются процедуры формализации знаний, их накопления в формализованном виде и формальной генерации (вывода) новых знаний на основе накопленных в соответствии с поставленной задачей. Вывод нового знания - это эквивалент решения задачи. Таким образом, процесс представления знаний состоит из процедур получения формализованных знаний и процедур генерации (вывода) новых знаний из полученных. В зависимости от решаемых информационной технологией задач удельный вес и взаимосвязь информационных процессов различны.

Логический уровень

Логический уровень информационной технологии представляется комплексом взаимосвязанных моделей, формализующих информационные процессы при технологических преобразованиях информации и данных. Формализованное (в виде моделей) представление информационной технологии позволяет реализации управления информационными процессами и процедурами.

В зависимости от области  применения и назначения информационной технологии модели информационных процессов конкретизируются, а некоторые могут и отсутствовать. Однако наибольший эффект информационная технология дает тогда, когда в ее составе используется весь набор информационных процессов.

На основе модели предметной области (МПО), характеризующей объект управления, создается общая модель управления (ОМУ), а из нее вытекают модели решаемых задач (МРЗ).

Рис. 2 Состав моделей  базовой информационной технологии

 

Так как решаемые задачи в информационной технологии имеют  в своей основе различные информационные процессы, то на передний план выходит  модель организации информационных процессов, призванная на логическом уровне увязать эти процессы при решении задач управления.

 При обработке данных формируются четыре основных информационных процесса: обработка, обмен, накопление и представление знаний.

МОДЕЛЬ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ включает в себя формализованное описание процедур организации вычислительного процесса, преобразования данных и отображения данных.

Под организацией вычислительного процесса (ОВП) понимается управление ресурсами компьютера (память, процессор, внешние устройства) при решении задач обработки данных. Эта процедура формализуется в виде алгоритмов и программ системного управления компьютером. Комплексы таких алгоритмов и программ получили название операционных систем. Операционные системы выступают в виде посредников между ресурсами компьютера и прикладными программами, организуя их работу.